[發(fā)明專利]一種高k介電層水性氧化銦薄膜晶體管的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410264881.8
• 申請(qǐng)日: 2014-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN104009093A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單福凱;劉奧;劉國(guó)俠;孟優(yōu);譚惠月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/786
• 分類號(hào): H01L29/786;H01L29/51;H01L21/336
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所 37104
• 代理人: 黃曉敏

技術(shù)領(lǐng)域:

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體薄膜晶體管制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高k介電層水性氧化銦薄膜晶體管的制備方法，特別是一種以水性氧化銦(In₂O₃)為溝道層和以超薄氧化鋯(ZrO_x，1<x<2)為高k介電層的薄膜晶體管的制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，薄膜晶體管(Thin?Film?Transistor，TFT)在有源矩陣驅(qū)動(dòng)液晶顯示器件(Active?Matrix?Liquid?Crystal?Display,AMLCD)中發(fā)揮了重要作用。從低溫非晶硅TFT到高溫多晶硅TFT，技術(shù)越來越成熟，應(yīng)用對(duì)象也從只能驅(qū)動(dòng)LCD(Liquid?Crystal?Display)發(fā)展到既可以驅(qū)動(dòng)LCD又可以驅(qū)動(dòng)OLED(Organic?Light?Emitting?Display)、甚至電子紙。隨著半導(dǎo)體工藝水平不斷提高，像素尺寸不斷減小，顯示屏的分辨率也越來越高，TFT作為驅(qū)動(dòng)像素的開關(guān)應(yīng)用于液晶顯示器(TFT-LCD)等顯示器件中,其中柵介電材料禁帶寬度的大小決定漏電流的大小，而它的相對(duì)介電常數(shù)則決定器件亞閾值擺幅的大小(即能耗大小)。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，作為硅基集成電路核心器件的金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的特征尺寸一直不斷減小，其減小規(guī)律遵循摩爾定律。目前的光刻尺寸已達(dá)到28nm，CMOS柵極等效氧化物厚度降到1nm以下，柵氧化層的厚度接近原子間距(IEEE?Electron?Device?Lett.2004,25(6):408-410),隨著等效氧化物厚度的減小而引起隧道效應(yīng)，研究表明二氧化硅(SiO₂)厚度由3.5nm減至1.5nm時(shí)柵極漏電流由10^-12A/cm²增大到10A/cm²(IEEE?Electron?Device?Lett.1997,18(5):209-211)。較大的漏電流會(huì)引起高功耗及相應(yīng)的散熱問題，這對(duì)于器件集成度、可靠性和壽命都造成不利的影響，因此急需研發(fā)出新的高介電材料取代傳統(tǒng)SiO₂。目前，在MOS集成電路工藝中廣泛采用高介電常數(shù)(高k)柵介電來增大電容密度和減少柵極漏電流，高k材料因其大的介電常數(shù)，在與SiO₂具有相同等效柵氧化層厚度(EOT)的情況下，其實(shí)際厚度比SiO₂大的多，從而解決了SiO₂因接近物理厚度極限而產(chǎn)生的量子遂穿效應(yīng)。